Woda lodowa, która wykorzystywana jest w różnego rodzaju instalacjach chłodniczych — zarówno klimatyzacyjnych, jak i przemysłowych — stanowi bardziej przyjazną środowisku alternatywę dla freonów. Mowa tutaj o zwykłej, czystej H2O, która często uzupełniona zostaje dodatkami zapobiegającymi zamarzaniu (np. glikolem etylowym lub metylowym). Wszakże jej temperatura często oscyluje w okolicach 1-2 °C. Kiedy systemy wykorzystujące wodę lodową będą skuteczne i opłacalne? By odpowiedzieć na to pytanie, musimy nieco zgłębić naszą wiedzę na temat ich budowy i zastosowań.
Budowa wytwornicy lodowej
Najważniejszym elementem każdego systemu, w którym płynie woda lodowa, jest tzw. chiller. To właśnie w tym urządzeniu następuje „wymiana temperatur”, a więc oddawanie ciepła przez ogrzaną w systemie ciecz i jej ponowne chłodzenie. Proces ten zachodzi pod wpływem odpowiednich czynników. W standardowych instalacjach klimatyzacyjnych rolę tę najczęściej pełnią zazwyczaj freony. Z kolei w bardziej wymagających systemach chłodzenia przemysłowego stosowany może być np. amoniak.
Standardowe elementy
Istnieje wiele rodzajów chillerów, które różnią się od siebie rozmiarami, efektywnością i zaawansowaniem technologicznym. Ich wybór uzależniony jest ilości dostępnego miejsca, nakładów finansowych, oczekiwanych efektów, itp. Większość elementów jest jednak wspólna dla wszystkich stosowanych modeli. Pewne innowacje i udoskonalenia wprowadzane są, jeśli twórcom instalacji zależy na zwiększeniu wydajności, ograniczeniu hałasu lub wyeliminowaniu wpływu czynników zewnętrznych. Ale o tym za chwilę. Na razie skupmy się na typowych dla wytwornic wody lodowej częściach.
Przegląd budowy agregatu zacznijmy od miejsca, z którego ochłodzona woda wypływa do chłodnic lub wymienników ciepła, czyli od parownika. Jak łatwo można się domyślić, właśnie to urządzenie odpowiada za obniżanie temperatury substancji przekazywanej do zewnętrznych odbiorników.
A co dzieje się z wracającą do agregatu, ogrzaną cieczą? Sprężarka transportuje ją do skraplacza, gdzie następuje uwalnianie ciepła do atmosfery. Dodatkowymi elementami konstrukcji, które zapewniają bezpieczeństwo oraz regulują ciśnienie przepływu cieczy, są zawory bezpieczeństwa. Ich pracę regulują z kolei rejestrujące i przesyłające informacje czujniki przepływu i temperatury.
Dodatkowe rozwiązania technologiczne — przykłady
W bardziej zaawansowanych technologicznie konstrukcjach mogą pojawiać się także elementy uzupełniające i zwiększające wydajność. Chodzi tu przede wszystkim o pompy dystrybuujące oraz tzw. wieże chłodnicze, które wspólnie tworzą skuteczne instalacje chłodzące skraplacz (zapewnia to większą skuteczność jego pracy).
Urządzenia końcowe
Ochłodzona w agregacie woda lodowa transportowana jest do tzw. odbiorników chłodu. W instalacjach klimatyzacyjnych tę rolę pełnią wymienniki ciepła, które umożliwiają wymianę temperatur między dwoma jej nośnikami (np. cieczą i powietrzem). Z kolei w systemach przemysłowych odbiornikami chłodu zazwyczaj są chłodnice.
Najważniejsze cechy instalacji wykorzystujących wodę lodową
Ze względu na wysokie koszty konstrukcji tego typu systemy stosowane są przede wszystkim w dużych zakładach produkcyjnych i fabrykach, a także biurowcach, w których konieczne jest utrzymywanie odpowiednich temperatur w wielu pomieszczeniach. W takich warunkach niskie opłaty związane z codzienną eksploatacją instalacji wykorzystujących wodę lodową bardzo szybko rekompensują poniesione wydatki.
Ogromnym atutem układów na wodę lodową jest również ich niska awaryjność. Chociaż są to systemy skomplikowane, wymagające bardzo starannego i dokładnego projektu, przy odpowiednim używaniu i konserwowaniu mogą stabilnie pracować przez długie lata. Należy jedynie pamiętać o tym, aby w regularnych odstępach czasu przeprowadzać wymianę krążącej w systemie cieczy.
Wielu ekspertów zwraca uwagę także na fakt, iż układy z wodą lodową są przyjazne środowisku oraz w pełni bezpieczne dla użytkowników. Ma to ogromne znaczenie w przypadku różnego rodzaju awarii agregatów oraz innej aparatury. W takich sytuacjach nie występuje uwalnianie do atmosfery szkodliwych gazów, ale jedynie wody (zawierającej ewentualnie glikol).
Kiedy warto?
Układy na wodę lodową to złożone i zaawansowane technologicznie systemy chłodzące. Wysoka wydajność, niezawodność oraz niskie koszty eksploatacji skutecznie przeważają dość znaczne ceny wykonania i montażu. Niemniej biorąc pod uwagę sam rachunek ekonomicznych, ich stosowanie opłacalne jest tylko w dużych budynkach i zakładach produkcyjnych.
